Обшивка наружных стен выполняет две одновременные функции: защищает структурную ткань здания от дождя, ветра, ультрафиолетового излучения и термоциклирования, одновременно определяя визуальный характер фасада. Выбор неправильной системы облицовки или неправильная установка правильной системы приводит к проникновению влаги, образованию тепловых мостов, преждевременному выходу из строя материала и, в худшем случае, к риску возгорания. Решение включает в себя гораздо больше переменных, чем просто эстетика, и предварительное понимание этих переменных позволяет сэкономить значительные средства и избежать сбоев в течение срока службы здания.
Как устроены системы облицовки наружных стен
Большинство современных систем наружной облицовки представляют собой не один слой, наносимый непосредственно на стену, а систему компонентов, работающих вместе. Понимание анатомии этой системы проясняет, почему отдельные выбранные материалы взаимодействуют друг с другом и с подложкой под ней.
Типичная вентилируемая система облицовки дождевых экранов — наиболее широко используемый подход как для жилых, так и для коммерческих зданий — состоит из следующих слоев изнутри наружу:
- Структурная стена — несущее основание, будь то каменная кладка, бетон, деревянный или стальной каркас.
- Изоляционный слой — минеральная вата, жесткие плиты PIR или EPS, прикрепленные к поверхности стены или внутри полости. Толщина определяется целевым коэффициентом теплопередачи и соответствием Части L (Великобритания) или эквивалентным энергетическим нормам.
- Дыхательная мембрана или атмосферостойкий барьер — паропроницаемый лист, позволяющий парам влаги выходить наружу и препятствующий проникновению жидкой воды внутрь.
- Вентилируемая полость — обычно 25–50 мм воздушного пространства между лицевой стороной изоляции и задней стороной облицовочных панелей. Эта полость позволяет любой влаге, проникающей через внешнюю оболочку, стекать и испаряться, а не накапливаться.
- Подрамник/несущая система — алюминиевые или оцинкованные стальные направляющие и кронштейны, которые крепят облицовочные панели к несущей стене, сохраняя при этом размеры полости.
- Облицовочные панели или доски - видимая внешняя поверхность, выполненная из любого указанного материала.
Системы прямого крепления, в которых облицовка фиксируется без вентилируемой полости, проще и дешевле, но обеспечивают меньшую устойчивость к влажности. Они подходят для защищенных мест или мест с низким уровнем воздействия; в открытых прибрежных или горных районах настоятельно рекомендуется использовать принцип вентилируемой защиты от дождя.
Материалы внешней облицовки: сравнение эксплуатационных характеристик
Выбор материала облицовки определяет требования к техническому обслуживанию, противопожарные характеристики, вклад тепловой массы, акустические свойства и гибкость конструкции. Следующие материалы представляют собой основные варианты, используемые в настоящее время:
Кирпичные накладки и кладка
Традиционный кирпич или камень — это ориентир, по которому оцениваются долговечность и внешний вид других систем. Кирпичные накладки — тонкие фанеры, механически прикрепленные или приклеенные к несущей панели — обеспечивают ту же эстетику при незначительном весе, что делает их пригодными для установки на существующие конструкции без модернизации фундамента. Полная каменная облицовка обеспечивает срок службы 60–100 лет. с минимальным обслуживанием, за исключением периодической замены суставов.
Деревянная обшивка
Деревянные доски — в профилях, в том числе с кромкой, внахлест, с квадратной кромкой и в деревенском стиле — являются популярным выбором для жилых и малоэтажных коммерческих зданий. Древесина твердых пород, такая как западный красный кедр, сибирская лиственница и термически модифицированная древесина, требует минимальной обработки или вообще не требует обработки и выветривания, чтобы естественным образом образовать серебристо-серую патину. Мягкие породы древесины требуют регулярного окрашивания или окраски, чтобы предотвратить растрескивание поверхности и биологическое воздействие. Любая деревянная обшивка требует хорошо вентилируемого пространства позади нее; без адекватного потока осушающего воздуха удержание влаги приводит к гниению и преждевременному выходу из строя в течение 10–15 лет.
Фиброцементные плиты
Фиброцементные панели объединяют цемент, целлюлозное волокно и песок в стабильную по размерам негорючую плиту, доступную с гладкой, текстурированной отделкой или отделкой с эффектом дерева. Они устойчивы к влаге, насекомым и ультрафиолетовому излучению, а также несут Класс пожарной опасности A2-s1, d0 или А1 по европейским стандартам в большинстве составов. Фиброцемент широко используется в жилых домах, где желательна эстетика древесины, но правила пожарной безопасности запрещают использование горючих материалов на высоте более 11 м.
Алюминиевые композитные панели (ACM) и однослойный алюминий
Алюминиевый композитный материал — две тонкие алюминиевые оболочки, соединенные с сердцевиной — позволяет получить легкие, плоские панели большого формата, подходящие для коммерческих и высотных фасадов. После пожара в башне Гренфелл в 2017 году панели ACM с полиэтиленовым сердечником были запрещены в жилых домах высотой более 18 м в Великобритании, аналогичные ограничения были введены в других юрисдикциях. ACM с огнестойким минеральным сердечником (сердечник FR) сохраняет допуск для квалификационных заявок. Однослойные алюминиевые кассетные панели или перфорированные экраны негорючи по определению и не имеют таких ограничений.
Терракотовые и керамические панели
Экструдированные терракотовые дождевые панели обеспечивают исключительную долговечность, естественную стабильность цвета и огнестойкость, присущую керамическому материалу. Они предназначены в первую очередь для культурных, гражданских и коммерческих зданий премиум-класса, где длительный срок службы и низкие эксплуатационные расходы оправдывают более высокие первоначальные затраты. Ширина панели и отделка поверхности могут быть изменены в соответствии с проектом, а полый профиль экструзии обеспечивает полезную акустическую массу.
Системы рендеринга (EWI)
Системы внешней изоляции стен (EWI), часто называемые тонкослойной штукатуркой или ETICS (композитные системы внешней теплоизоляции), прикрепляют изоляцию непосредственно к поверхности стены и заканчивают ее усиленным слоем штукатурки, а не панелью. Они являются наиболее экономичным способом внешней облицовки зданий со сплошными стенами, подвергающихся модернизации термической модернизации. Окраска является непрерывной, что исключает затраты на подрамник, но система уязвима к ударам и требует тщательной детализации выступов, подоконников и парапетов, чтобы предотвратить попадание воды за изоляцию.
| Материал | Класс пожарной безопасности (типовой) | Ожидаемый срок службы | Уровень обслуживания | Относительная стоимость |
|---|---|---|---|---|
| Кирпич/Кладка | А1 | 60–100 лет | Очень низкий | Высокий |
| Древесина (лиственные породы) | D – E (необработанный) | 25–40 лет | Низкий – средний | Средний |
| Фиброцемент | А2-s1,d0 | 30–50 лет | Низкий | Средний |
| Алюминий (одностенный) | А1 | 40–60 лет | Очень низкий | Средний–high |
| Терракота | А1 | 60–80 лет | Очень низкий | Высокий |
| РЭВ / Рендер | B–A2 (по типу изоляции) | 20–35 лет | Умеренный | Низкий–medium |
Правила пожарной безопасности и пороги высоты
Противопожарные характеристики являются наиболее важным с юридической точки зрения фактором в спецификации внешней облицовки, особенно после пересмотра нормативных требований, последовавшего за крупными пожарами на фасадах в Европе и Австралии. Ключевые пороговые значения и обязательства различаются в зависимости от юрисдикции, но имеют общую логику: чем выше здание, тем более строгие требования к горючести внешней оболочки.
В Англии и Уэльсе Строительные нормы и правила 2010 года с поправками требуют, чтобы:
- Жилые дома выше 18 м необходимо использовать облицовочные материалы ограниченной горючести (европейская классификация A2-s1,d0 или выше) на всех элементах системы наружных стен, включая изоляцию, несущие панели и крепления.
- Здания от 11 м до 18 м к ним предъявляются менее строгие требования, но они должны продемонстрировать достаточную устойчивость к распространению огня посредством испытаний на уровне системы или настольной оценки инженером с соответствующей квалификацией.
- Здания ниже 11 м на них не распространяются одинаковые предписывающие требования к горючести, хотя принципы пожарной безопасности по-прежнему применяются, а также действует усмотрение органов управления зданием.
Ключевой практический вывод: указание горючего облицовочного материала без предварительного подтверждения соответствующей высоты здания и класса использования представляет собой риск несоответствия требованиям. это может привести к принудительным действиям, отказу в страховании или невозможности продать или заложить построенное здание. Это относится как к проектам нового строительства, так и к проектам восстановления.
Детали установки, определяющие долгосрочную производительность
Качество материала определяет примерно половину долгосрочной эффективности системы облицовки. Другая половина определяется качеством выполнения монтажа и деталировкой в наиболее уязвимых для проникновения воды местах стыков. На практике причиной большинства отказов облицовки наружных стен являются следующие детали:
- Окна и двери открываются — там, где облицовка соприкасается с оконной рамой, вода должна отводиться наружу через правильно притертую или герметизированную деталь фуга. Зазоры или незакрепленные края на откосах являются наиболее распространенной точкой проникновения проливного дождя.
- Закрытие полостей в отверстиях - вентилируемое пространство должно быть закрыто соответствующим противопожарным барьером вокруг каждого проема, на уровне пола в многоэтажных зданиях и вверху каждой стены. Отсутствие барьеров для полостей создает эффект дымохода, который ускоряет вертикальное распространение огня.
- Основание настенного дренажа - полость должна заканчиваться над уровнем земли затвором с открытым соединением или с перфорацией, который позволяет воде, скапливающейся у основания полости, свободно стекать, а не стекать на конструкцию.
- Движущиеся суставы — тепловое расширение металлических и фиброцементных панелей является значительным при больших длинах панелей. Недостаточное обеспечение деформационных швов приводит к короблению, выдергиванию крепежа или растрескиванию панели в течение нескольких лет после установки.
- Спецификация крепления — повсюду должны использоваться крепления из нержавеющей стали или горячеоцинкованной стали. Гальванические цинковые крепления подвергаются коррозии в течение нескольких лет при воздействии внешних факторов, оставляя панели без поддержки и создавая стекание пятен на лицевую сторону облицовки.
Для сложных или дорогостоящих проектов сторонняя проверка качества монтажа на ключевых этапах — в частности, формирование полостей, притирка и изоляция дыхательной мембраны, а также установка барьера полости — является выгодной инвестицией по сравнению с затратами на ремонт.
